善后局首先负责遣返和安置难民，丈量土地，恢复生产。农村经济因遭到彻底破坏，善后局在安抚流散农民的同时，还筹建铁厂，制造农具，供应农村。左宗棠还发出命令，严禁种植罂粟，推广种植棉花。提倡大力发展当地原有的蚕桑业，从浙江招募“士民熟悉蚕务者六十名”，前来进行植桑养蚕的技术指导。
外寇统治十余年，由于蓄意破坏和不事修茸，造成河道水渠的损坏，大片土地湮没荒芜，极需整治水利，垦荒兴田。
鸦片战争失败后，民族英雄林则徐被革职发配伊犁期间，曾受命来南疆进行勘察荒地、筹划水利的工作。林则徐走遍塔里木河流域各地，掌握了发展南疆农田水利事业的第一手资料。
林则徐周历和田、喀什、叶尔羌、阿克苏、库车、焉耆、乌什、巴楚、吐鲁番等地，行程二万里，以老迈多病之躯奔波一年时间，查勘荒地60多万亩，调查各地水利设施并提出整治方案。他沿途细心观察塔里木河及源流各支的水源及渠道情况，翻阅了许多资料，坚持实地考察。如在巴楚调查时，他“夜往市中与贸易人谈屯田事”，写成《巴尔楚克等城垦田案略》和《喀什噶尔·巴尔楚克等处屯田原案摘略》等农田水利开发方案。在叶尔羌河流域，“查出霍尔罕可开荒地，试验水利充裕”。每到一地，林则徐“先勘水势”，因为他深知南疆绿洲都座落在塔克拉玛干沙漠周缘地区，水利灌溉是农业生产之首，所以在他的日记中诸如“先观水渠形势”的记载比比皆是。如在喀什噶尔“引河之水源远流长，垦田水源丰沛，惟水性浑浊，日久不免停淤”。林则徐提醒有关人员，“所有渠工坝座，尚须加以岁修，乃可水资利用”。在库车查验通浚渠道时，发现“间有丈尺未敷”，立即“责成承办之官吏、伯克等速再加挖，务令多为容纳，以利灌输”。查验阿克苏一渠道时，林则徐发现“核与原奏里数短欠，尚多树株”，遂督令如式修挖，并限期一年内将渠内树根全部刨净，以保证水渠质量。林则徐查验伊拉里克水利工程时，恰遇该工程承办者是他旧属，他更是从严要求：“测量土方，逐段驳洁，加工挑补至再，意犹未慊。”
当时清朝政府限制不同民族交往联系，阻挠内地民人进入新疆兴田垦植。林则徐调整了这一政策，提出将垦地实行三种不同政策，一是维吾尔聚居地垦地全部给维吾尔；二是维汉分居区，如喀什、叶尔羌土地广大、水源丰富，垦地则应兼顾，将垦地划分区域分给内地来的民人和维吾尔人户耕种。第三是对于焉耆、吐鲁番等通往内地咽喉要地，汉人来往较多，则应“全部招民”，按置内地来的民户垦荒耕种。
林则徐查勘土地、调查水源水利活动获得很大成果，给发展塔里木河流域生产带来了希望和生机。然而，由于阿古柏政权在南疆的全面推进，林则徐的开发水利、全面兴垦的计划最终未能实现。
阿古柏反动势力被全部清除，清朝政府在重建塔里木河流域经济的时候，林则徐的调查成果无疑发挥了作用。
南疆各地善后局在招民垦荒时，一方面招抚当地流散人民，妥善安置，给予土地耕种。另一方面招募内地民人，收留清军中老弱士卒，鼓励地方军队中有妻室者解甲归田。务农人员的增加和内地先进农业技术的传播，给塔里木河流域恢复生产带来了活力。
大规模发展生产，必须全面整治水利。
刘锦棠率兵进攻哈拉沙尔（焉耆）时，白彦虎将开都河决口，“漫流泛滥阔可百余里，深者灭顶，浅者亦及马背”。城中也是“水深数尺，官置民房，荡然元存”。为了整治开都河，善后局“转饬各回部纠集民夫民匠”。所有夫役实行以工代赈之法，每日发给粮食。“唯所雇民匠，除日给粮食外，按日酌发工食银两。”这样的待遇，大大提高了民工民匠的积极性。开都河决口被堵住，遭淹没之处，开渠泄水，泥淖碱滩横排巨木，复盖树枝，铺以泥土沙石，开都河整治工程顺利完成。
这时的叶尔羌河因年久失修，致使洞溃多处，“河水从各决口处汹涌四溢，并不率由故道”，径向低洼处直泻奔流，渗漏大半后才在巴楚之东汇人喀什噶尔河。喀什噶尔河也在“龙口桥上面冲决一口”，造成洪水下泻，大片土地成为泽国，“近河各台一望弥漫，悉为巨津”。经调集民工和工匠全力抢修，堵塞决口，截断横流，才将喀什噶尔河修治完好。在叶尔羌河上，也已“堵筑决口，挑挖沙洲，并将老岸及原先长堤加厚加高”。
叶尔羌新垦区从西道开引一条大渠，长达80余里，支渠六道，花费人工16万之多，使绿洲水渠网系延伸扩展。与此同时，还利用各处湖泊洼地贮蓄洪水，灌溉能力大幅度提高，垦田拓荒有了可靠的水利保障。叶尔羌城北屯区，也大力兴修水利，“渠道水势畅流，地亩亦甚丰腴，回户等无不安居乐业”。政府给叶尔羌无地农民“赏给新开地亩”及耕牛籽种，“渠水畅茂，收获丰盈”。
巴楚州城南原有古海和洪海两湖，引叶尔羌河水，两湖连贯，积水甚多。沿湖重筑堤岸，又引叶尔羌支流，使湖东各渠道水源充沛。巴楚新开民屯所在地，原来茫无人烟，经过“纠工筑城，开渠引水，招民种地”，“不数月而成街市，穷民携眷安家，以为乐土”。
除募民修渠外，各地均把水利修治当作官方施政的重要内容。在这一时期的清朝文献中，有关“督勇修复”、“着勇堵筑”进行水利建设的记载，可见者多处。
和田修筑了达瓦克大渠，引玉龙喀什河水灌溉，还在渠水近处“觅得泉源五十余处”，接引入渠，从而能“经年皆堪灌注”。一年后，达瓦克一带“除砂碛冈梁之外，均已搭盖房屋，垅亩相望，俨然一大村落”。新绿洲大片出现，气象繁盛。
阿克苏修建苏朗哈里克水渠工渠，一道总渠及三道支渠，引阿克苏河水纵横于垦地之内。库车开设两条大渠，引渭干河水，水量充足，渠流旺畅。
库尔勒水渠堵塞严重，水流减弱，“渐成涓涓之势”，经过整治，旧渠四十里重归通畅。
在塔里木河下游地区，招募大批移民落户开发。在罗布淖尔附近的英格力克设置抚辑招徕总局，安排土著居民，发给农具籽种，盖建新居民区，西引塔里木河之水，东引卡墙河（且末车尔臣河）之水，灌注农田，拓荒立业。经过四五年，南疆各地迁入无地少地农民1200多户，商民约200户，于是，“村落若市集，渐有起色”。
左宗棠和刘锦棠把“兴水利以除民患”，始终列入“最为切要之务”，全面整修旧有渠道灌溉网系，清理淤毁河道，同时大量兴建新的水利工程。
荒地开垦为良田，戈壁变成了绿洲，渠道通畅，河水奔流，塔里木河流域各族人民重又过上了安居乐业的生活。
这些举措，为恢复经济、稳定局势起到了很大作用。但这毕竟是发展生产方面的局部成果。要在各地实施行政管理职能，建立有效的统治，就必须对全新疆今后的前景做出通盘的筹划。为此，左宗棠提出在新疆建立行省制度的主张。他说：“为划久安长治之策，纾朝廷西顾之忧，则设行省、改郡县，事有不容已者。”
早在1820年，龚自珍著文《西域置行省议》，就提出在新疆建省、全面推行郡县制的主张。这位曾写出大气磅礴的诗句“我劝天公重抖擞，不拘一格降人才”的大学者，其主张不仅得至矿左宗棠的支持，也受到另一位著名人物魏源的响应。到1877年，督办新疆事务大臣左宗棠顺应历史潮流，重提新疆建省问题。他认为，新疆建省与内地实行统一的行政体制，对巩固西北边防意义重大。另一方面，建省设县，便于管理，尽快恢复和发展社会经济，地方始有复元之望。
新疆建省涉及清朝政府在新疆政治制度的重大改革，事关重大，且伊犁尚在沙俄占领下，所以清廷迟迟没有答复。
1881年中国正式收回伊犁。次年，已身居两江总督的左宗棠再次奏请新疆建省，提出乘新疆收复和西征大军未撤之威，不失时机地建省设县，这样顺应民心，有利于百废待举，恢复社会元气。
左宗棠的恳切陈词，终于说服了清朝政府。
时任新疆巡抚的刘锦棠，提出了建省的具体方案。省会设于迪化城（今乌鲁木齐市），下设镇迪道、阿克苏道、喀什噶尔道。道以下各设府、厅、州、县。伊犁仍设将军，不再统帅全疆军务，政治中心移至迪化。
清朝政府同意了新疆设省方案。
1884年11月16日，户部奏请添设新疆巡抚、布政使各一人，除刘锦棠任巡抚外，又调甘肃布政使魏光涛任新疆布政使。
从此，新疆宣告正式建省。
新疆建省实现了新疆与国内其他各行省制度的统一，使地方封建割据势力受到重挫和削弱。同时取消了新疆与全国各地人民来往的限制，内地人民前来开发边疆的人为壁垒被彻底铲除。内地移居新疆的农户有西宁回民，也有直隶、山东等地的“逃难百姓”，主要集中在罗布泊、尉犁、若羌一带，人数众多，“几于盈千累万”。
塔里木河流域绿洲开始复苏。
忧郁的塔里木河露出了欣慰的笑容。
沉默的塔里木河放声高唱希望的新歌。